No entanto, dessa devastação surgiu uma consequência inesperada. De acordo com um novo estudo publicado em Science Advances, cientistas do Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa (OIST) demonstraram que esse evento, conhecido como a Extinção em Massa do Ordovícico Tardio (LOME), preparou o cenário para uma explosão na diversidade de vertebrados. Durante o caos, um grupo ganhou uma vantagem duradoura e, em última análise, moldou a vida na Terra: os vertebrados com mandíbula. “Demonstramos que os peixes jawed só se tornaram dominantes por causa deste evento”, afirma a autora sênior, Professora Lauren Sallan, da Unidade de Macro evolução do OIST. “E, fundamentalmente, aprimoramos nossa compreensão da evolução ao traçar uma linha entre o registro fóssil, a ecologia e a biogeografia.”

A Terra Antes da Grande Extinção

O período Ordovícico, que ocorreu aproximadamente de 486 a 443 milhões de anos atrás, não se parecia em nada com o mundo de hoje. Gondwana dominava o Hemisfério Sul e era cercado por mares quentes e rasos. Sem gelo nos polos, o planeta experienciava um clima de estufa que sustentava ecossistemas marinhos ricos. As primeiras terras começavam a abrigar plantas simples semelhantes a hepáticas, juntamente com artrópodes de muitas patas se arrastando ao longo das costas.

Entretanto, os oceanos estavam repletos de vida estranha e diversificada. Conodontes, semelhantes a lampreias e de olhos grandes, se moviam através de florestas de esponjas marinhas gigantes. Triflobites se apressavam pelo fundo do mar entre densas colônias de moluscos com conchas. Escorpiões marinhos do tamanho humano e enormes nautiloides com conchas pontiagudas de até cinco metros caçavam nas águas. Entre esse elenco alienígena estavam os primeiros ancestrais dos gnatóstomos, ou vertebrados com mandíbula, que ainda eram raros e pouco notáveis na época.

Duas Ondas de Extinção

Ainda que os cientistas debatam sobre o que causou a LOME, o registro fóssil mostra claramente uma linha divisória nítida antes e depois do evento. “Embora não saibamos as causas finais da LOME, sabemos que houve um claro antes e depois do evento. O registro fóssil mostra isso”, afirma a Prof. Sallan.

A extinção ocorreu em duas fases distintas. Primeiro, a Terra passou rapidamente de um estado quente de estufa para um clima frio de casa de gelo. As geleiras se expandiram por Gondwana, drenando os mares rasos e destruindo habitats marinhos essenciais. Vários milhões de anos depois, assim que os ecossistemas começavam a se recuperar, o clima voltou a se inverter. O derretimento das calotas de gelo inundou os oceanos com água mais quente, rica em enxofre e pobre em oxigênio, sobrecarregando as espécies que haviam se adaptado às condições mais frias.

Sobrevivência em Refúgios Isolados

Durante essas crises repetidas, os vertebrados sobreviventes foram amplamente confinados a refúgios. Esses eram assentamentos isolados de biodiversidade separados por barreiras oceânicas profundas que a maioria das espécies não conseguia atravessar. Dentro desses refúgios, os vertebrados com mandíbula parecem ter mantido uma vantagem crucial.

Para entender como isso ocorreu, a equipe de pesquisa montou um extenso banco de dados fóssil que abrange dois séculos de paleontologia do ordoviciano tardio e do siluriano inicial. “Reunimos 200 anos de paleontologia do ordoviciano tardio e do siluriano inicial”, diz o primeiro autor Wahei Hagiwara, um ex-estagiário de pesquisa da Unidade de Macro evolução que agora é doutorando no OIST. Ao reconstruir os ecossistemas dentro desses refúgios, os pesquisadores foram capazes de medir as mudanças na diversidade em nível de gêneros ao longo do tempo. Sua análise revelou um aumento constante, porém notável, na diversidade de vertebrados com mandíbula após a extinção. “E a tendência é clara – os pulsos de extinção levaram diretamente a um aumento da especiação após vários milhões de anos.”

A Geografia Forma a Evolução

O banco de dados fóssil também permitiu que a equipe examinasse onde ocorreram essas mudanças evolutivas. Ao rastrear as distribuições de espécies antes e depois da extinção, os pesquisadores puderam estudar a biogeografia em detalhes sem precedentes. “Esta é a primeira vez que conseguimos examinar quantitativamente a biogeografia antes e depois de um evento de extinção em massa”, explica a Prof. Sallan. Mapear os movimentos das espécies ajudou a identificar os refúgios-chave que impulsionaram a posterior diversificação dos vertebrados.

Um exemplo vem do que hoje é o Sul da China. Fósseis dessa região incluem os primeiros restos completos de peixes jawed intimamente relacionados aos tubarões modernos. De acordo com Hagiwara, essas espécies permaneceram concentradas em refúgios estáveis por milhões de anos. Somente mais tarde evoluíram a capacidade de cruzar oceanos abertos e se espalhar em novos ambientes.

Por que Mandíbulas se Tornaram uma Vantagem

Combinando evidências fósseis com dados sobre anatomia, geografia e ecologia, o estudo lança nova luz sobre uma questão evolutiva de longa data. “As mandíbulas evoluíram para criar um novo nicho ecológico, ou nossos ancestrais primeiro ocuparam um nicho existente e, depois, diversificaram?”, pergunta a Prof. Sallan. “Nosso estudo aponta para a última opção.”

À medida que os vertebrados com mandíbula estavam confinados a pequenas áreas geográficas, encontraram ecossistemas com muitos papéis abertos deixados para trás por espécies sem mandíbula extintas e outros animais. Essa abundância de nichos disponíveis permitiu que eles se diversificassem rapidamente. Um padrão comparável pode ser observado nos tentilhões de Darwin nas Ilhas Galápagos, que se adaptaram a diferentes fontes de alimento ao longo do tempo. À medida que suas dietas se diversificavam, seus bicos evoluíam para corresponder aos papéis ecológicos que ocupavam.

Um Redefinindo em vez de um Novo Começo

Enquanto os peixes jawed permaneciam isolados no Sul da China, os vertebrados sem mandíbula continuavam a prosperar em outros lugares e dominavam os oceanos abertos por outros 40 milhões de anos. Esses grupos se diversificaram em uma vasta gama de peixes recifais, alguns com estruturas bucais alternativas. A razão pela qual os vertebrados com mandíbula acabaram por superar esses grupos após se espalharem além de seus refúgios ainda não é totalmente compreendida.

O que é claro é que a LOME não simplesmente apagou a vida para começar do zero. Em vez disso, desencadeou o que os pesquisadores descrevem como um reinício ecológico. Os primeiros vertebrados moveram-se para papéis antes ocupados por conodontes e artrópodes, reconstruindo estruturas ecossistêmicas familiares com novas espécies. Padrões semelhantes aparecem repetidamente ao longo da era Paleozoica após outros eventos de extinção impulsionados por alterações ambientais comparáveis. A equipe se refere a esse padrão recorrente como um “ciclo de redefinição da diversidade”, onde a evolução restaura ecossistemas convergindo em projetos funcionais semelhantes.

Rastreando a Vida Moderna até os Antigos Sobreviventes

A Prof. Sallan resume o impacto mais amplo das descobertas. “Ao integrar localização, morfologia, ecologia e biodiversidade, finalmente conseguimos ver como os ecossistemas de vertebrados primórdios se reconstruíram após grandes interrupções ambientais. Este trabalho ajuda a explicar por que as mandíbulas evoluíram, por que os vertebrados com mandíbula prevaleceram e por que a vida marinha moderna remonta a esses sobreviventes em vez de formas anteriores como conodontes e triflobites. Revelar esses padrões de longo prazo e seus processos subjacentes é um dos aspectos emocionantes da biologia evolutiva.”